格兰仕G8023YSL-V1型电脑控制微波炉是一款采用CPU TMP87PH46N芯片控制整机运行的集微波、光波加热、光波杀菌、功能选择和显示等多功能于一体的机型,其电路主要由炉门开关控制电路和电脑控制电路等组成。

一、工作原理
1.炉门开关控制电路


        整机接线见图1。当炉门打开时,S1、S2断开,S3闭合。由高压变压器T、高压二极管D、高压电容器C、磁控管、高压保险管组成微波加热系统以及由卤灯构成光波加热系统。变压器T次级输出3.4V左右和1800V以上两组交流电压,3.4V交流电压直接加到磁控管FA阴极和灯丝F两端,作为灯丝电压;1800V以上交流电压经高压保险管、高压二极管D负向整流,再由高压电容C滤波升压为3600V以上负直流电压,启动磁控管工作。电脑控制板负责接收用户指令、监测炉门状态,然后根据软件设置程序进行逻辑处理,控制继电器J1、J2、J3的通断,确定微波炉的状态。
        炉灯回路:220VL->保险管FR->炉灯->继电器J1触点K1->温控器S4->220VN。
        转盘电机M1/风扇电机M2回路:220VL->保险管FR->S1->M1/M2->继电器J1触点K1->温控器S4->220VN。
        高压变压器供电回路:220VL->保险管FR->S1->高压变压器初级绕组→继电器J2触点K2->继电器J1触点K1->温控器S4->220VN。
        光波回路:220VL->保险管FR->S1->卤灯->继电器J3触点K3->继电器J1触点K1->温控器S4->220VN。
2.电脑控制电路
      (1)保护电路:炉门打开时,S1断开,切断220V供电回路上的负载,M1、M2停止运转、微波炉禁止加热;S2断开,通知CPU炉门处于打开状态,并停止输出加热控制信号,整机处于停止加热状态;S3起到保护作用,在炉门打开时如果S1能正常断开,则S3不起作用。一旦在炉门打开时S1不能正常断开,则220V交流电通过S3短接,很大的短路电流将保险管FR烧断,切断220V供电回路,起到保护功能。
      (2)炉门打开状态:电脑控制电路如图2所示。

       S2 断开,造成D17、D18对地开路。D17对地开路,使其负极电压升高,经R41送入CPU 39脚检测端,通过CPU内部电路,使得⑧、37脚微波控制输出端/光波控制输出端为低电平0V。Q14、Q13截止无输出,继电器J2、J3失电,触点K2、K3释放断开,从而停止加热;主控输出端36脚为低电平,Q16导通,集电极输出高电平,使得Q12导通,继电器J1得电,触点K1闭合,220V电压通过保险管FR->炉灯->继电器J1触点K1->温控器S4->220VN构成导电回路,炉灯亮。由于D18对地断路,使得Q15发射极对地开路并处于高阻状态截止,切断了Q14、Q13通电回路,进一步起到禁止加热启动的双重功能,强制控制电路停止工作。
       (3)炉门关闭状态:当炉门关闭时,S1、S2闭合,S3断开。S1闭合恢复了220V电压对各负载的供电。S2闭合,D17、D18对地接通,CPU9脚检测端通过D17、R41检测到炉门关闭信号,此时39脚为低电平约1V左右,通过CPU内部电路,使得主控输出端39脚输出高电平,Q16截止,Q12、Q15截止,继电器J1失电,触点K1释放断开,炉灯熄灭。CPU的⑧、37脚无输出,处于待机状态,等待用户选择“功能’指令和“启动’指令。Q13、Q14基极为低电平并截止,继电器J2、J3失电,K2、K3触点释放,断开微波和光波加热电路,整机不运转,不加热。同时,由于Q15截止,切断了Q13、Q14通电回路,强制Q13、Q14截止。
       (4)炉门关闭状态下,用户选择“功能”键,并按“启动”键:在炉门关闭状态下,用户通过“功能”键选择功能指令,如图3所示。

        CPU的34、35脚接收到用户的“功能”和“时间”指令后,可将所选功能和时间在CPU中储存,并将功能和时间通过14~16脚、23~30脚输出并在显示屏上显示出来,或者根据内部程序按“重量选择”键自动选择时间参数。按“启动"键,CPU 40、41脚指令输入端接收到指令后,通过内部电路使得主控输出端36脚输出低电平,使Q16导通,Q12、Q15导通。Q12导通,使继电器J1得电,触点K1吸合,炉灯亮,转盘电机、风扇电机运转工作。与此同时,微波加热控制输入端⑧脚输出高电平,Q14导通,J2得电,触点K2吸合,接通微波加热系统供电回路,AC220V电压经过高压变压器初级绕组在次级输出交流3.4V和1800V电压。3.4V电压接至磁波管的灯丝和阴极端,1800V电压经由高压二极管、高压电容组成的倍压升压电路至3600V的高压后,接至磁控管,微波系统启动加热。如果用户选择“微波/光波组合”键,此时,37脚光波加热控制输出端同时输出高电平,Q13导通,J3得电,触点K3吸合,启动光波加热系统。
        (5)火力调节:CPU 31脚是交流电压过零检测端,由D13、R29、R30、C6组成交流电压过零检测电路,由T1次级绕组输出的交流电压,经D13整流,在31脚上产生一个脉冲电压,CPU通过检测交流电压的过零点和其内部定时/计数器计取的脉冲个数,并通过与其内部程序所设定的时间常数相比较,控制⑧脚间歇性输出高电平并控制加热火力大小,对火力进行调节。
         (6)工作条件和显示电路:CPU 42脚为+5V电源输入端,18脚为复位输入端,西、19、20脚为时钟振荡器输入脚,外接晶体B(振荡频率为4MHz)。当上述条件均正常时,CPU启动并进入待机状态。由①~⑥脚、⑨~13脚输出显示时间信号,14~16脚、23~30脚输出显示控制信号,见图2、图3。由①~④脚、40、41脚电压的高低组合以及34、35脚“时间"和“功能“选择旋钮,判断有无用户指令输入以及是何指令;由39脚检测,判断炉门状态;然后将检测结果按程序处理后,确定8、36、37脚输出电压的高低,控制微波炉当前的工作状态。蜂鸣器控制信号由CPU 32、33脚输出,控制Q8、Q9、Q10的导通和截止,使蜂鸣器发出悦耳的音乐和弦铃音提示。


       (7)电源变换电路:见图4。交流电压220V经FR、CN1、T1变压后,经D1~D4、D5~D8整流,电容C22、C23滤波后,分别输出10V、12V左右的直流电压。10V电压经限流管Q1和稳压管ZD1限流和稳压,再经C24滤波,得到+5V直流电压,为CPU提供稳定的工作电源, +12V电压为继电器、蜂鸣器供电。
二、故障检修实例
        例1:风扇/转盘运转、炉灯亮,但不加热。分析检修:该现象表明继电器J1工作正常,触点K1吸合,门锁联动开关触点也正常,故障可能在微波加热电路、继电器J2或Q14、CPU。首先用万用表测量高压变压器初级绕组输入电压,发现没有220V电压。经观察,J2在按压“启动键时”,能听到轻微的“咔咔”吸合声,但仍不能加热。继电器能吸合,表明其微波控制电路中各控制元件、CPU⑧脚微波控制输出端正常,初步判断故障可能是J2的触点K2损坏所致。为验证判断结果,拔掉所有与微波系统有关的插头,只给电脑控制板AC220V供电,将Y、B两端短接,模拟炉门关闭状态,按“启动”键,检测与J2相关的元件和引脚,发现CPU⑧脚输出电压为4.6V高电平,Q14已导通,集电极为高电平,说明J2已得电吸合,用万用表电阻挡测量触点K2两端,电阻为无穷大,表明J2触点已损坏。更换J2后再试,J2吸合,测触点K2两端电阻为0,表明触点K2已接通。将原拔掉的插头复位装好试机,微波炉能正常工作。
        例2:微波炉有显示,但按各功能键均不起作用,炉灯也不亮,转盘和风扇都不转。分析检修:通电开机后有显示,说明微波炉供电电路基本正常,操作各功能键不起作用,说明控制指令没起作用,故障可能出在CPU工作条件。CPU控制系统要正常进入工作状态,必须满足工作电源电压、复位信号、时钟振荡信号正常,否则会导致系统控制电路不能正常工作。据此,首先测量CPU 42脚供电端电压为5V正常;再测时钟信号输入端19、20脚电压分别为2.8V、0.5V正常;最后,测复位端⑧脚电压为1V,正常应为4.5V。
        该复位电路是由Q11.ZD2、R21、R22、R23、 R24、C25组成,+5V供电电压加至Q11的发射极,由偏置电阻R21、ZD2提供导通偏置电压,通过R22加至Q11基极,使Q11导通。正常时,集电极输出约4.8V的高电平,经R23对C25充电,由于C25上的电压不能突变,18脚复位信号输入端为低电平,使电路复位。随着C25所充电压的不断增加,当18脚上的电压上升到4.5V时,就完成了复位动作,电路进入工作状态,因此,初步判断故障应出在复位电路。测量Q11发射极供电电压5V正常;基极电压4V正常;集电极输出电压4.4V略微偏低,18脚电压为1V,初步判断可能是C25漏电所致。更换C25后再试机系统恢复正常,故障排除。
       经验与体会:微波炉工作高压有几千伏,并伴有微波辐射,为避免对维修人员的伤害,防止意外发生,维修时要特别注意,如果判断故障是在电脑控制电路中,最好断开高压变压器的初级接线,也就是断开继电器K2上的电源,使其高压变压器停止工作,再进行检测。